Dans le laboratoire, les sons deviennent mystérieux et beaux. Ce qui est souvent tenu pour acquis dans le monde extérieur, se transformant en ondes sonores et en fréquences, change les idées scientifiques.
Ici, les sons changent de structure, révèlent des propriétés incroyables et se retrouvent dans des endroits inattendus. Le son peut également avoir des effets étonnants sur le cerveau humain. Aujourd'hui, nous allons vous raconter une dizaine de découvertes scientifiques intéressantes liées au son.
10. Les sons peuvent expliquer le processus de l'anesthésie
Traditionnellement en médecine, on pense que les cellules nerveuses "se parlent" entre elles en utilisant des impulsions électriques. Ce sont des canaux de signal par lesquels la commande est transmise du cerveau à la main pour agiter une brosse ou caresser le chat. Cela ne semble pas convaincant pour les physiciens. Les lois de la thermodynamique stipulent que les impulsions électriques doivent générer de la chaleur, mais cela n'est pas observé dans le corps humain. Les physiciens ont proposé une autre hypothèse: les nerfs ne transmettent pas d'électricité, mais des ondes sonores. Tous les scientifiques ne sont pas d'accord, mais cela pourrait expliquer un mystère médical de longue date.
Les anesthésiques existent depuis longtemps, mais il n'y a toujours pas de conviction ferme quant à la manière dont ils parviennent à réduire la sensibilité du corps. Les cellules nerveuses ont des membranes. Pour transmettre des messages audio, ils doivent être à une température correspondant à la température normale du corps humain. Il est possible que les médicaments anesthésiques modifient la température intracellulaire, rendant les membranes incapables de transmettre des ondes sonores contenant des signaux de douleur.
Vidéo promotionelle:
9. Le système visuel peut être associé au système auditif
Une autre expérience avec des singes a poussé tout le monde à ouvrir la bouche. Les singes ont été entraînés à toucher la tache de lumière chaque fois qu'elle apparaissait sur le panneau. Quand la tache était lumineuse, les singes le faisaient avec facilité; quand la tache était terne, les singes ont commencé à éprouver des difficultés. Cependant, lorsque l'apparition de la tache faible était accompagnée d'un son aigu, les singes l'ont touchée si rapidement qu'il n'y avait qu'une seule explication: le cerveau pouvait utiliser le son pour mieux voir.
Ceci est contraire aux idées traditionnelles sur le système nerveux. On pensait autrefois que les parties auditive et visuelle du cerveau n'étaient pas connectées les unes aux autres. Cependant, l'observation ciblée de 49 neurones visuels dans le cerveau de singe a prouvé le contraire. En présence d'un signal sonore au point faible, les neurones se sont comportés comme si les yeux voyaient une lumière plus brillante qu'ils ne l'étaient réellement. Le temps de réaction était si rapide que seule la présence d'une connexion directe entre les parties auditive et visuelle du cerveau pouvait l'expliquer.
Cette interconnexion des systèmes sensoriels peut expliquer l'amélioration de la vision chez les sourds et la présence fréquente d'une audition aiguë chez les aveugles. Une zone du cerveau qui était auparavant responsable de la propriété perdue est redirigée vers une autre zone.
8. Nouvelle méthode d'analyse sanguine
Les tests sanguins sont la pierre angulaire d'un diagnostic correct, mais ils sont difficiles. Les techniques courantes de prise de sang peuvent prendre du temps, les échantillons peuvent être endommagés et il existe un risque d'infection. Les laboratoires sont difficiles à transporter.
Récemment, une nouvelle méthode a vu le jour qui inverse tout cela. Le sang peut maintenant être testé avec des ondes sonores et un résultat rapide et précis est obtenu. Lorsque les scientifiques veulent des informations sur l'état d'un patient, ils recherchent des exosomes. Ces minuscules messagers sécrétés par les cellules peuvent en dire long sur la santé du corps et ses troubles.
La nouvelle technique est basée sur la séparation des cellules, des plaquettes et des exosomes en utilisant des vibrations sonores à différentes fréquences. Le sang est exposé à des vibrations acoustiques pendant très peu de temps, ce qui évite d'endommager l'échantillon.
L'utilisation du son pour l'analyse sanguine offre de grandes possibilités. Un diagnostic rapide, des tests d'organes auparavant difficiles à atteindre, le refus dans de nombreux cas d'une biopsie préalablement requise ne sont que quelques-uns des avantages. L'une des caractéristiques les plus précieuses est que les tests peuvent être effectués à l'aide d'un kit portable qui peut être utilisé dans tout, des ambulances aux villages isolés.
7. Réponse à la lévitation
Les passionnés d'aéronautique ont tenté de surmonter la gravité de toutes les manières possibles, des aimants aux lasers. Il s'avère que la réponse est des ondes sonores. En 2014, l'Université d'Écosse a découvert qu'ils pouvaient probablement être utilisés pour soulever des objets.
Les ondes sonores créent une pression sur l'environnement, dans notre cas, sur l'air. Cette pression peut être utilisée pour créer une lévitation. Cependant, les scientifiques n'ont pas réussi à créer un appareil fonctionnel.
Le problème s'est avéré être traditionnel. Pour surmonter la gravité, les ondes doivent être émises dans un ordre spécifique. Pour maintenir un objet dans une position fixe horizontale ou le faire bouger dans la direction souhaitée, il faut que la pression sur tous les points soit la même. Cela nécessite des calculs mathématiques extrêmement complexes.
Récemment, un autre groupe de scientifiques a utilisé un logiciel spécial et des données de chercheurs écossais pour créer un spécimen magique. Ils ont trouvé trois combinaisons et ont même réussi à créer un champ sonore en trois dimensions à l'aide de 64 minuscules haut-parleurs.
Le champ, appelé "hologramme acoustique", maintient avec succès des billes de polystyrène dans l'air. En utilisant trois combinaisons de sons différentes, les chercheurs ont pu faire en sorte que les boules se collent, restent immobiles ou restent dans une cage de vibrations sonores.
6. Le son peut éteindre le feu
Au début, les enseignants de l'Université George Mason en Virginie ont refusé de croire au succès de leurs deux étudiants. Deux futurs ingénieurs ont décidé d'éteindre la flamme avec des ondes sonores. Des recherches antérieures sur cette question ont piqué leur intérêt et leur désir de proposer le premier extincteur sonore.
Comme ils étaient des ingénieurs et des programmeurs en électronique, pas des chimistes, ils ont d'abord été ridiculisés plutôt que soutenus. Mais Seth Robertson, 23 ans, et Viet Tran, 28 ans, ont continué leurs tests, sous la direction d'un seul professeur et parfois avec leur propre argent.
Ils ont rapidement abandonné la musique, car les vagues étaient trop chaotiques pour éteindre le feu. L'idée principale de cette méthode est de bloquer l'accès au feu pour l'alimenter en oxygène. Cela a été fait lorsque des vibrations à basse fréquence de l'ordre de 30 à 60 hertz ont été appliquées au feu.
Les vibrations sonores créent une zone raréfiée avec peu d'oxygène. Le manque d'oxygène fait s'éteindre la flamme. Pour créer un extincteur portable, beaucoup de travail est nécessaire, vous devez tester l'extincteur sur différents types de carburant et formes d'allumage. Mais l'ouverture ouvre la porte à de meilleurs moyens d'extinction qui ne laissent pas de toxines comme les extincteurs conventionnels.
5. Le son change le goût
Les sons à basse fréquence n'éteignent pas seulement les incendies. Ils donnent également aux aliments un goût amer. À l'autre bout de l'échelle, leurs homologues à haute fréquence ajoutent un peu de douceur.
La raison en n'est pas tout à fait claire, mais de nombreuses expériences dans des laboratoires et des restaurants ont confirmé que les sons affectent le goût. Les chercheurs ont appelé cette «modulation du goût». Les sons semblent ajouter de l'amertume ou de la douceur à presque tout, du gâteau au café.
Cet effet inhabituel n'affecte pas les papilles en tant que telles. Les sons semblent influencer la façon dont le cerveau perçoit les informations gustatives. Les notes aiguës ou basses de la fréquence lui font accorder plus d'attention à la saveur sucrée ou amère de la nourriture.
Le bruit peut également affecter négativement l'appétit. Une étude de 2011 a montré que le bruit de fond peut jouer un grand rôle. S'il est trop fort, les gens ressentent moins de sel et de douceur et n'apprécient pas leur nourriture. Cela explique pourquoi les restaurants bruyants peuvent avoir de la mauvaise nourriture et pourquoi les compagnies aériennes ont mauvaise réputation dans ce domaine.
4. Symphonies de données
Mark Ballora a grandi dans une famille de musiciens. Plus tard, au cours de ses études doctorales, il s'est intéressé à transformer l'information en musique. Il a commencé la sonification - la traduction de données sèches en ondes sonores.
Au cours des deux décennies suivantes, Ballora a créé des chansons contenant des données provenant de plusieurs études, notamment l'énergie d'une étoile à neutrons, les cycles de température corporelle des écureuils arctiques, le rayonnement solaire et les tempêtes tropicales.
Lors de la création de la prochaine symphonie, Ballora se familiarise d'abord avec les informations et le sujet de la recherche. Ensuite, il sélectionne des sons qui correspondent aux nombres et à la nature de l'étude.
Les sons tourbillonnants correspondent à une tempête tropicale. Le vent solaire, mis en musique, a créé une mélodie de «changements et scintillements». Bien que cela ne se soit pas répandu dans le monde scientifique, la sonification a reçu une certaine reconnaissance en astronomie.
À l'Observatoire astronomique sud-africain du Cap, l'astrophysicienne aveugle Wanda Merced écoute les données reçues. Elle a découvert que les explosions stellaires produisent des ondes électromagnétiques lorsque les particules échangent de l'énergie en conséquence. Ses collègues voyants l'ont manqué parce qu'ils n'ont regardé que les graphiques.
3. Effet de cocktail
Lorsque les chercheurs ont décidé d'étudier un phénomène appelé «effet de cocktail», ils se sont tournés vers les patients épileptiques, car ils avaient déjà les objets nécessaires à observer - des électrodes autour de leur cerveau.
Les électrodes ont été conçues pour enregistrer l'activité cérébrale pendant les crises, mais sept patients ont accepté de participer à l'étude du cocktail. Cela réside dans le fait que dans un environnement très bruyant, une personne est capable de se concentrer sur une conversation strictement définie. Les scientifiques voulaient comprendre le fonctionnement du cerveau dans des conditions d'interférences sonores actives.
Chaque sujet a écouté le même enregistrement au milieu des bruits, incapable de comprendre le discours de l'orateur. Ils ont ensuite écouté une version claire de la même phrase, suivie d'un autre enregistrement bruyant. Incroyablement, cette fois, tous les sujets ont compris l'orateur. L'activité cérébrale a montré qu'ils ne faisaient pas semblant.
Lors du premier test (avec un enregistrement déformé), les zones du cerveau responsables de l'audition et de la parole sont restées inactives. Mais pendant le reste des auditions, ils ont travaillé. Il s'avère que la raison de notre capacité à suivre les conversations lors d'une fête bruyante réside dans l'incroyable et ultra-rapide plasticité du cerveau.
Dès que le cerveau a reconnu les mots, il a commencé à réagir différemment à la deuxième phrase déformée. Il a affiné les systèmes auditifs et vocaux, ce qui lui a permis de déterminer la source de la parole et de filtrer le bruit.
2. "Bruit rose"
Chez les personnes souffrant d'insomnie, le terme «bruit blanc» est parfois synonyme de repos nocturne. La capacité du cerveau à ignorer les sons mineurs - comme le bruit du ventilateur - aide beaucoup de personnes à s'endormir. Mais plusieurs études indépendantes ont montré qu'il y a quelque chose de mieux pour un sommeil réparateur - le bruit rose. Le «bruit blanc» est un son avec une puissance uniforme à toutes les fréquences, tandis que le «rose» est un mélange de sons dans lequel la force du signal est inversement proportionnelle à sa fréquence. Une lumière dans laquelle les mêmes conditions sont remplies apparaît en rose, ce qui a donné au bruit un nom similaire.
Les sons agréables du vent, le bruissement des feuilles ou le bruit de la pluie battant sur un toit peuvent réduire l'activité cérébrale. En conséquence, le sommeil devient plus profond et plus reposant. Des chercheurs chinois ont découvert que le «bruit rose» accalmie 75% des volontaires. Lorsqu'ils ont testé les siestes, ils ont constaté que ceux qui dormaient au bruit rose récupéraient 45% mieux que les autres.
Pour les seniors, cela peut être une bonne nouvelle. Le vieillissement conduit à un sommeil fragmentaire, responsable de la perte de mémoire. Un groupe de l'université américaine a testé des personnes de plus de 60 ans, exposant certaines d'entre elles pendant leur sommeil au «bruit rose». Le matin, un test de mémoire a été effectué. Ceux qui n'ont jamais été exposés au bruit rose ont obtenu des résultats trois fois plus mauvais.
1. Il y a des gens qui détestent le son
Pour ceux qui aiment le bruit rose ou les concerts de rock, il peut sembler irréaliste de rencontrer quelqu'un qui ne peut pas apprécier les sons doux. Ceux qui transpirent et souffrent de palpitations cardiaques lorsqu'ils entendent certains bruits.
Alors que certains pourraient penser que ces personnes font semblant, des scientifiques britanniques ont découvert que l'intolérance au son est un véritable diagnostic médical. Cette maladie est appelée misophonie et est associée à une anomalie cérébrale. Les personnes atteintes de cette maladie ont des lobes frontaux plus petits et plus faibles que tout le monde.
Deux groupes de personnes ont écouté des sons pendant que les scientifiques étudiaient leur activité cérébrale. Dans le premier groupe, il y avait des personnes souffrant de misophonie, dans le second - non. Des sons désagréables ont stimulé le lobe central du cerveau chez tous les sujets, quel que soit le groupe. Cette zone du cerveau, entre autres, est responsable des émotions et des réponses à un défi à combattre.
Cependant, le cerveau des misophoniques a réagi plus intensément et a produit des symptômes physiques de stress tels que des palpitations cardiaques et des sueurs. Fait intéressant, l'activité du lobe central dépend directement de la présence d'anomalies dans le lobe frontal.
Traduit par Dmitry Oskin